DE1902322B2 - Vorrichtung zur bestimmung der laengenverteilung der faser einer flachen faserprobe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Uingenverteilung der Fasern einer flachen Faserprobe mit einer Beleuchtungseinrichtung, die wenigstens einen Lichtstrahl durch die Faserprobe hindurch auf eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Helligkeit des Lichtstrahls hinter der Faserprobe wirft, und mit einer Einrichtung zum Verschieben des Lichtstrahls in Faserrichtung relativ zum Faserbündel.

Die Festigkeit eines Garns aus endlosen Fäden oder Fasern ist praktisch gleich der Summe der Festigkeiten der Einzelfasern. Wenn ein solches Garn reißt, dann reißen alle Fasern. Ist jedoch ein Garn aus kurzen Fasern gesponnen, dann werden bei einem Reißen des Garns nicht alle Fasern im Garnquerschnitt zerrissen, weil ein Teil der Fasern in der Reißzone endet, so daß die volle Festigkeit dieser Fasern nicht zum Tragen kommt. Bei einem Garn hoher Qualität soll daher eine möglichst große Anzahl von Fasern durch den Reißquerschnitt verlaufen. Ein Maß für die Garnqualität ist die sogenannte »50 ⁰O Faserlänge« oder die Länge desjenigen Faserbereiches, durch welchen sich im Mittel die Hälfte der Fasern (in ihrer vollen Länge) erstreckt.

Beim Ausziehen der Fasern hat der Zugrahmen mehrere Walzenpaare, von denen sich jeweils das folgende etwas schneller dreht als das vorhergehende. Das Ausziehen der Fasern läßt sicn am besten steuern, wenn die Rollenpaare so eingestellt sind, daß die Fasern während des größten Teils ihres Djrchlaufs sich unter dem Einfluß nur eines Rollenpaares befinden und nur sehr kurze Zeit oder überhaupt nicht unter dem Einfluß zweier Rollenpaare gleichzeitig. In der Praxis hat sich erwiesen, daß ein Abstand, den nur 2,5 °/o der Fasern einer Probe in ihrer Länge erreichen, ein brauchbares Kriterium für den Walzenahstand und für die Einstellung anderer Abstände der Faserbearbeitungsmaschine ist. Dieser Abstand wird als »2,5 ⁰O Faserlänge« bezeichnet.

Es sind digital arbeitende Vorrichtungen (Fibrographen) zur Bestimmung der geeigneten Faserlängen bekannt. Ein Nachteil vieler dieser Vorrichtungen liept jedoch darin, daß sie ein unmittelbares Verhältnis der Zahl der Fasern der Probe und der durch die Probe unterbrochenen Lichtmenge erfordern, welches eingestellt werden muß. Ein anderer Nachteil liegt in der Notwendigkeit mehrerer einzelner Lichtquellen zur Beleuchtung der verschiedenen Abschnitte der Probe, um die verschiedenen Faserlängen zu bestimmen.

Eine Vorrichtung, mit welcher bei der Garnhei stellung die Faserlängenverteilung einer seitlich aufgefächerten Faserprobe (Faserbart) dadurch untersucht werden kann, daß sie mit einem Lichtstrahl beleuchtet wird, dessen Helligkeit hinter der Probe gemessen wird, ist aus der schweizerischen Patentschrift 391 328 bekannt. Die Fasern werden bei dieser bekannten Vorrichtung an einer Haltelinie genähert und in verschiedenen Abständen von dieser Linie mit einer verschiebbaren Abtasteinrichtung photoelektrisch abgetastet. Der Faserbart wird hierbei von einem Motor relativ zu einer Abtastlinie bewegt, so daß die Stellung der Motorwelle eine Funktion des Abstandes zwischen der Haltelinie und der Abtastlinie ist, der mittels einer Anzeigeeinrichtung abgelesen werden kann. Um die Zahl der Fasern, welche mindestens um eine bestimmte Länge von der Haltelinie vorstehen, sowie die Länge zu bestimmen, um die ein bestimmter Bruchteil der Fasern mindestens vorsteht, ist es im bekannten Fall erforderlich, die gemessene Lichtmenge mit einem festen Bezugswert zu vergleichen. Hierbei tritt das Problem auf, daß die genaue Beziehung zwischen der Lichtdämpfung durch die Probe und der Faserzahl benötigt wird, aber nicht ohne weiteres ermittelt werden kann, wodurch eine exakte Messung praktisch unmöglich gemacht wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

ίο Vorrichtung anzugeben, die ohne einen Vergleich mit einem Bezugswert auskommt und die verschiedenen Faserlängen bzw. das Verhältnis der Fasern verschiedener Länge mit geometrischen Mitteln genauer mißt als bisher. Außerdem sollen Auswirkungen der Dichteschwankungen über der Probenbreite minimal gehalten werden.

An sich, nämlich zur Ermittlung der Querschnittsform von Fäden, ist es schon bekannt, mit zwei Strahlen unter verschiedenem Winkel zwei entsprechend angeordnete Photozellci, zu beleuchten. Wenn beide Strahlen gleich hell sind, isc der geprüfte Faden rund (schweizerische Patentschrift 437 854). Da beide Strahlen an der gleichen Stelle des Fadens an diesem vorbeilaufen müssen, eignet sich diese bekannte Vorrichtung nicht für den vorliegenden Zweck.

Die Erfindung besteht darin, daß eine Beleuchtungseinrichtung einen weiteren Lichtstrahl unter einem in einer Ebene, die senkrecht zur Faserrichtung liegt, anderen Winkel als dem des oder der er-

sten Strahlen durch die Faserprobe hindurch auf eine weitere Helligkeitsmeßeinrichtung wirft, und daß ein Meßinstrument zum Vergleichen der Ausgangssignale des oder der ersten Helligkeitsmeßvorrichtungen und der weiteren Helligkeitsmeßvorrichtung ,orgesehen ist.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in der Genauigkeit des Meßergebnisses. Die Probe wird so weit abgetastet, bis die Helligkeit des durch die unter dem ersten Winkel hindurchgetretenen Lichtes ein vorbestimmtes Verhältnis zur Helligkeit des unter dem zweiten Winkel hindurchtretenden Lichtes erreicht. Der Abstand zwischen der Basis der Probe und demjenigen Bereich der Probe, bei welchem dieses Lichtverhältnis erreicht wird, entspricht der vorgewählten Faserlänge.

Vorzugsweise werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung diejenigen Abstände oder Längen bestimmt, welche 50°.Ό und welche 2,5 °,Ό der für die Garnherstellung bestimmten Fasern der Probe erreichen. Die Basis des zu einer Faserreihe seitlich aufgefächerten Faserbüschels wird dazu unter einem Winkel beleuchtet, welcher senkrecht zur Längsachse der Fasern ist, und die durch den E-asisbercich der Fasern hindurchtretende gemessene Lichtmenge entspricht der 100° o-Faserlänge. Anschließend wird die Faserreihe i.i senkrechter Richtung durch Lichtstrahlen beleuchtet, welche sie unter Winkeln in einer Horizontalebene von 30 bzw. von etwa 1,5° beleuchten, und es wird wiederum die durch die Probe hindurchgetretene Lichtmenge gemessen. Das Faserbündel wird in einer Richtung parallel zu den Fasern abgetastet, bis die Helligkeit des durch die Probe bei diesen Winkeln von 30 bzw. 1,5° hindurchgetretenen Lichtes gleich der Helligkeit des durch den Basisbereich der Probe

6s hindurchgetretenen Lichtes ist. Hierbei werden die Abstände para'lel zur Faserrichtung zwischen der Basis der Probe und denjenigen Probenbereichen gemessen, welche dieselbe Faserdichte bei 30° und bei

1,5° zeigen, und diese Abstände sind genau die 50 Vo- und die 2,5 "/o-Faserlängen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Dar-Stellungen einer AusfUhrungsform näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine Anordnung zur Bestimmung der Längenverteilung der Fasern einer flachen Faserprobe,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1 in Pfeilrichtung gesehen,

F i g. 3 eine abgebrochene vergrößerte Teildraufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der F i g. 3 in Pfeilrichtung gesehen,

F i g. 5 eine weitere abgebrochene Teildraufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 1 und

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 5. *°

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 10 mit einer Oberwand 12 und einem Paar Seitenwänden 14 und 16 auf. Entsprechend den Fi g. 4 und 6 begrenzen ein Paar Seitenwände 19 und

20 in der Überwand 12 eine Öffnung 18. An den Seitenwänden 19 und 20 sind je eine Halterungsschiene

21 und eine Halterungsschiene 22 von rechteckigem bzw. von etwa dreieckigem Querschnitt befestigt. Ein Halter 24 von quadratischem Querschnitt ist abnehmbar auf den Halterungsschienen 21 und 22 angeordnet und erstreckt sich längs der Öffnung 18. In dem Halter 24 ist eine Öffnung 25 ausgebildet, durch welche ein zu einer Faserreihe oder einem Faserbart seitlich aufgefächertes Faserbiischel 26 hindurchragt, welches untersucht werden soll. Die Wände 19 und 20. die Halterungsschienen 21 und 22. der Halter 24 und die Öffnung 25 verlaufen senkrecht zu den Seitenwänden 14 und 16.

Der Faserbart 26 kann beispielsweise eine übliche Zufallsfaserprobe einer Breite von 15 cm sein, die praktisch an ihrer Basis durch den Halter 24 ergriffen wird und von der Öffnung 25 durch eine Beleuchtungszone 28 und dann in eine mittenversetzte Öffnung 29 hineinragt, die in einem Halter 30 ausgebildet ist. welcher sich unterhalb und parallel zum Haiter 24 erstreckt. Interhalb des Halters 30 und durch die Öffnung 29 in Verbindung mit dem Faserbart 26 befindet sich ein Luftkanal 32. welcher sicherstellt, daß der Faserbart 26 über die Belcuchtungszone eine geeignete projizierte Weite hat. indem die Fasern auf den Halter 30 zu gezogen werden. Außerhalb der Vorrichtung kann ein nicht dargestelltes Gebläse od. dgl vorgesehen sein, welches Luft durch den Luftkanal 32 saugt. Wahrend der Halter 30 parallel zum Halter 24 verlauft, verläuft die Öffnung 29 unter einem vorbestimmten Winkel, verzugsweise 88,5 , zu den Seitenwänden 14 und 16 des Gehäuses 10.

Der Halter greift die Basis des Faserbartes 26 fast unmittelbar über der Austrittsöffnung des Halters 24, so daß in der Beleuchtungszone unterhalb des Hai- 6c ters der Faserbart 26 eine Faserdichte von praktisch 100° η hat. Die Faserdichte nimmt zum unteren Ende des Faserbartes 26 in der Beleuchtungszone 28 ab. Wenn beispielsweise der Faserbart an seiner Basis eine Dichte von 8000 Fasern pro cm der seitlichen Auffächerung hat, dann hat er bei der 40°,o-Faserlänge eine Dichte von 4000 Fasern pro cm und bei der 2,5°o-Faserlänge eine Dichte von 200 Fasern pro cm.

Wenn ein Faserbart einer Breite von 15 cm eine Dichte von 8000 Fasern pro cm an seiner Basis hat und bei der 50 Vo-Faserlänge unter einem Ausfallwinkel von 30° in einer Horizontalebene betrachtet wird, dann sieht man eine Breite der Faserreihe von 7,5 cm. Entsprechend zeigt der Faserbart eine optische Dichte von 4000 Fasern pro 1,25 cm oder 8000 Fasern pro cm, also die gleiche Faserdichte wie an seiner Basis. Entsprechend hat der Faserbart an seiner 2.5" n-Faserlänge. wo er eine Dichte von 200 hasern pro cm zeigt, eine scheinbare Dichte von 8000 Fasern pro cm, wenn er unter einem Ausfallwinkel von 1.5 beobachtet wird, so daß sich eine projkierte Breite von 0,0(S cm ergibt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist auf Seitenwand des Gehäuses 10 ein Rändelknopf 34 vorgesehen, der eine Skaleneinteilung trägt. Der Rändelknopf 34 ist mit einer Welle 36 verbunden, die sich durch eine Öffnung in der Seitenwand 16 durch das Gehäuse 10 zur Seitenwand 14 erstreckt. Neben der Seitenwand 16 ist auf der Welle 36 ein Nocken 38 befestigt, der mit einem Ende eines Schwenkhebels 40 zusammenwirkt. An der Seitenwand 14 ist entsprechend ein weiterer Nocken 42 auf der Welle 36 befestigt, auf dem ein Ende eines weiteren Schwenkhebels 44 ruht Die Schwenkhebel 40 und 44 sind an ihren anderen Enden mit Hilfe einer Verbindungsstange 46 verbunden und schwenken um Lagerstifte 47 bzw. 48, die an der Oberwand 12 befestigt sind. Die Schwenkhebel 40 und \4 sind weiterhin durch eine zweite Verbindungsstange 51 miteinander verbunden, die relativ nahe an der Achse 36 angeordnet ist. Die Skaleneinteilung des Rändelknopfes 34 erlaubt eine unmittelbare Ablesung der senkrechten Verschiebung der Schwenkhebel 40 und 44 beim Drehen des Rändelknopfes 34.

Ein ebenfalls mit einer Skaleneinteilung versehener zweiter Rändelknopf 52 befindet sich an der Seitenwand 14 Fr ist mit einer Welle 54 verbunden, die sich durch eine Öffnung in der Seitenwand 15 durcli das Gehäuse 10 zur Seitenwand 16 erstreckt. Innerhalb des Bereiches, der von der Welle 36. der Schwenkhebeln 40 und 44 und der Verbindungsstange 46 begrenzt wird, sitzt auf der Welle 54 ein er ster Nocken 56. welcher mit einem Schwenkarm 5f zusammenwirkt. Gleichfalls auf der W eile 54 sitz seitlich gegenüber dem Nocken 56 verseü ein zwei ter Nocken 60. auf dem ein Schwenkhebel 62 auf liegt. Die Schwenkhebel 58 und 62 können um Lager stifte 63 bzw. 64 verschwenkt werden, welche ai Tragschienen 65 bzw. 66 sitzen, die ihrerseits an de Oberwand 12 befestigt sind. Ein Paar weiterer Trag schienen 68 und 70. die auf verschiedenen Seiten de Achse 54 verlaufen, verbinden die Schwenkarme mit einander. Die Schiene 68 endet beiderseitig in dei Schwenkhebeln 58 und 62. während die Schiene 7< mit einem Ende 70 α über den Schwenkhebel 62 hin ausragt. Wiederum erlaubt die Skaleneinteüung de Rändelknopfes 72 eine unmittelbare Ablesung de senkrechten Bewegung der Schwenkhebe! 58 und 6 bei Drehen des Knopfes 52.

Wie die F i g. 1 und (S am besten erkennen lassei haben die Schwenkarme 58 und 62 stufenförmig Ausnehmungen 58 α und 62 α an ihren außerhalb de Schiene 70 befindlichen Enden. Eine von einer geeis neten Stromquelle gespeiste Lichtquelle 72 ist in dt Ausnehmung 72 α montiert, und eine entsprechen ausgerichtete Photozelle 74 mit einem nicht dare<

stellten Blendenschlitz ist auf der gegenüberliegenden Seite des Faserbartes 26 in der Ausnehmung 58« montiert. Wie bereits erwähnt, verlauft die öffnung 29 im Halter 30 (Fig. 4) etwa unier einem Winkel von 88,5° gegenüber den Seitenwänden 14 und 16, so daß die Winkelabweichung zwischen der Querachse des Faserbartes 26 mit der Lichtquelle 72 und der P'notozelle 74 1,5" beträgt. Für eine Faserbartprobe «ner Breite von 2.4 cm erscheint die Faserbartbreite, welche von der Lichtquelle beleuchtet wird, mit 2,4 χ sin 1,5° oder 0,06 cm. Die Photozelle 74 erieugt eine Spannung, die proportional zu der durch den Faserbart 26 hindurchgetretenen Lichtmenge ist. Wie noch im einzelnen erläutert wird, werden die Lichtquelle 72 und die Photozelle 74 mit ihrem Blendienschlitz vertikal entlang der Längsachse des Faserbartes 26 bewegt, bis die Ausgangsspannung der Pholozelle 74 gleich der Ausgangsspannung ist. welche einer 100° o-Faserdichte entspricht. Die Photozellenipannung wird einer Eingangsklemme eines Meßinstrumentes 76 zugeführt, das an der Seitenwand 16 des Gehäuses angebracht ist und. wie noch im einzelnen erläutert wird, eine unmittelbare Anzeige der Differenz der Sichtmengen ergibt, weiche durch den Faserbart 26 bei 100° o-Faserlänge und bei 2,5⁰O-Faserlänge hindurchtritt.

Die F i g. 1, 5 und 6 lassen erkennen, daß von der Oberwand 12 des Gehäuses sich ein Tragteil 80 nach unten erstreckt, das an einem Paar Stangen 78 befestigt ist. Durch eine Öffnung im Tragteil 80 ragt ein drehbarer Stift 82. dessen eines Ende in einem drehbaren Block 83 endigt. Auf dem Stift 82 ist drehbar ein Spiegel 84 angeordnet, an dem Ane Fresnel-I.inse 86 angebracht ist. welches den von der Oberfläche de*. Spieeeis 84 reflektierten nicht parallelen schmalen Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl umwandelt. Der Spiegel 84 und die Linse 86 sind innerhalb des Gehäuses 10 so angeordnet, daß die \on der Lichtquelle 72 stammenden Lichtstrahlen durch die gesamte Breite des Faserbartes 26 unmittelbar unterhalb seines Basisbereiches unter einem Winkel reflektiert werden, der senkrecht zur Längsachse des Faserbartes ist.

Der Block 83 und damit der Spiegel 84 und die Linse 86 lassen sich mit Hilfe einer gebogenen Blattfeder 88 steuern. Die Feder 88 ist mit ihrem gebogenen Ende an einem Stift 89 angebracht, der an dein Hock 83 sitzt Ein Schenkel 88« der Feder ist an •Ünern Stift 90 befestigt, welcher an dem verlängerten Teil 70 λ des Schwenkhebels 70 sitzt. Der andere Schenkel 88 b der Feder ist an der Oberwand 12 des Gehäuses befestigt. Mit Hilfe der Verwendung der Blattfeder 88 läßt sich der Spiegel 84 und die Fresnel-Linse 86 um eine Entfernung verdrehen, die gleich der halben senkrechten Verschiebung des Schwenktrms 70 ist. Wegen der Drehung des Spiegels 84 und der Fresnel-Linse 86 bleibt die Beleuchtung der Basis des Faserbartes 26 konstant und unabhängig von der Vertikalbcwegung der Lichtquelle 72. Wenn sich insbesondere die Lichtquelle 72 nach oben bewegt, dann dreht sich der Spiegel 84 und die Linse 86 in einer vertikalen Ebene in Richtung auf die Verbindungs- »tange 46 zu. Wenn die Lichtquelle 72 abwärts bewegt wird, dann dreht sich der Spiegel 84 und die Linse 86 in einer Vertikalebene in Richtung auf die Achse 54 zu.

Dem Spiegel 84 und der Fresnel-Linse 86 ist eine zweite Fresnel-Linse 92 zugeordnet, die in dem Gehäuse 10 neben dem Halter 30 montiert ist und das durch den Bereich unmittelbar unter der Basis des Faserbartes 26 durch ein in seiner Durchlässigkeit veränderbares Filter 94 auf eine feste Photozelle 96 fokussiert. Die Photozelle 96 erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional der Helligkeit des durch den Faserbart 26 hindurchgetretenen parallelen Lichtes ist. Diese Spannung, welche praktisch der Ablesung der 100° o-Faserdichte entspricht, wird dann auf die andere Eingangsklemme des Meßinstrumentes 76 und auf eine Fingangskiemme eines Meßinstrumentes

98 gegeben. Das Meßinstrument 76 zeigt den Unterschied der beiden Ausgangsspannungen der Photozellen 74 und 96 an, und das Meßinstrument 98 zeigt den Unterschied der Spannungen an, welche von der Photozelle 96 und einer der 50" o-Faserlänge zugeordneten Photozelle erzeugt werden.

Nach Fig. 1 ist ein Tragteil 100 an einer Stange

99 α befestigt, welche von einer an den Schwenkarm 44 befestigten rechteckigen Tragschiene 99 nach oben ragt. Das Tragteil 100 hat eine Mittelöffnung zur Aufnahme eines drehbaren Stiftes 102, dessen Enden in öffnungen sitzen, die in einem Paar drehbarer Blocks 104 bzw. 106 ausgebildet sind. An dem Stift 102 und drehbar mit ihm ist ein sehr schmaler Spiegel 108 befestigt, dessen reflektierende Oberfläche mit einer Fresnel-Linse 110 bedeckt ist. Die Fresnel-Linse 110 wandelt den schmalen nicht parallelen Strahl des von der Oberfläche des Spiegels 108 reflektierten Lichtes in einen parallelen Lichtstrahl um. Das Tragteil 100. der Spiegel 108 und die Fresnel-Linse 110 sind innerhalb des Gehäuses so angeor jiiet. daß die von der Lichtquelle 72 auf sie treffenden Strahlen als parallele Lichtstrahler reflektiert werden und den Faserbart 26 unter einem Winkel von 30 gegenüber der Breite des Faserbartes 26 in horizontaler Richtung gesehen durchlaufen.

Das durch den Faserbart 26 hindurchtretende Licht wird mit Hilfe einer auf der zweiten Verbindungsstance 51 angeordneten Fresnel-Linse 114 auf eine Photo/eile 112 fokussiert, weiche auf den Schwenkarm 40 montiert ist. Zwischen der Fresnel-Linse 114 und der Photozelle 112 ist auf dem Schwenkarm 40 ein Filter 116 veränderbarer Durchlässigkeit angeordnet. Die Photozelle 112 erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional der Menge des \om Spiegel 108 reflektierten parallelen Lichtes, das im Winkel durch den Faserbart 26 hindiirchüetreten ist. ist. Dieses Signal wird der anderen Eineanasklemme des Meßinstrumentes 98 zugeführt, welches eine Ablesung der Differenz der Ausgangsspannungen der Photozellen 96 und 112 und damit der Differenz derjenigen Lichtmengen erlaubt, welche durch die der 100ⁿ o-Faserlänge bzw. der 50 ° o-Faserlänge entsprechenden Bereiche des Faserbartes 26 entspricht.

Da die Photozelle 112 und das Filter 116 auf dem Schwenkhebel 40 montiert sind, bewegen sie sich vertikal mit den Schwenkhebeln 40 und 44 und damit mit dem Tragteii 100. wenn die Arme vertikal durch Drehen des Rändelknopfes 34 eingestellt werden. Entsprechend bewegt sich auch die Fresnel-Linse 114 zusammen mit dem Schwenkhebel 40 in vertikaler Richtung. Der Rändelknopf 34 wird so gedreht, daß sich der Abtastwinkel des Faserbartes 26"entlang seiner Längsachse vergrößert, wie im folgenden noch näher erläutert wird. Damit die Ausrichtung zwischen der Photozel'e 112. der Fresnel-Linse 114 und dem

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Spiegel 108 erhalten bleibt, läßt man den Spiegel 108 sich in einer Vertikalebene in einer Richtung zu bzw. weg von dem Tragteil lOO um eine Umfangslänge drehen, welche gleich der halben Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72 ist. Insbesondere wird die Drehung des Spiegels 108 und der Fresnel-Linse 110 über eine Feder 120 gesteuert, welche den drehbaren Block 104 mit dem bewegbaren Schwenkarm 62 koppelt und durch eine Feder 123, welche den drehbaren Block 106 mit dem Schwenkstift 48 des Tragarmes 50 koppelt. Die Federn 120 und 122 sind gleich lang, so daß eine Drehung des Spiegels 108 und der Fresnel-Linse 110, welche durch die Vertikalverschiebung eines Endes der Feder 120 verursacht wird, den Spiegel und die Linse sich um die Hälfte der Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72 drehen läßt. Auf diese Weise fällt das reflektierte Licht immer auf den Blendenschlitz der Photozelle 112, unabhängig von der Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72. Die Abtastung der 50" »-Faserlänge wird durch Drehen des Rändelknopfes 34 bewirkt, welches eine Vertikalverschiebung des Tragteiles in einer Richtung parallel zur Längsachse der Fasern zur Folge hat.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird die Basis des zu untersuchenden Faserbartes von dem Halter 24 ergriffen, und der Halter wird auf die Tragschienen 21 und 22 gesetzt, so daß die öffnung 29 des Halters 30 flach zu den Wänden 19 und 20 verläuft, damit die von der Lichtquelle 72 kommenden Lichtstrahlen den Faserbart 26 in einer Horizontalebene unter einem Winkel von 1,5 durchlaufen. In gleicher Weise werden der Spiegel 84 und die Fresnel-Linse 86 bzw. der Spiegel 108 und die Fresnel-Linse 110 in dem Gehäuse so eingestellt, daß ein paralleler Lichtstrahl, der \om Spiegel 84 reflektiert wird, den Faserbart 26 in einer Vertikalebene unter einem Winkel von 90"¹ durchläuft und der vom Spiegel 108 reflektierte parallele Lichtstrahl den Faserbart 26 in einer Horizontalebene unter einem Winkel von 30 durchläuft.

I he der Halter 24 in das Gehäuse 10 eingesetzt wird, wird die Lichtquelle 72 eingeschaltet und die einstellbaren Filter 94 und 116. die zu den Photozellen 96 bzw. 112 gehören, werden so »ingestellt, daß die Ausgangsspannungen der Photozellen 74, 96 und 112 gleich sind. Die Null-Ablesung der Meßinstrumente 76 und 98 liefert eine sichtbare Anzeige des Abgleichs zwischen den Ausgangsspannungen der Photozellen 74, 76 und 112. Anschließend wird der Faserbart 26 im Gehäuse so angeordnet, daß seine Basis vom Halter 24 ergriffen wird.

Wenn der parallele Lichtstrahl, der vom Spiegel 84 reflektiert ist und durch den Faserbart 26 unmittelbar unte halb von dessen Basis hindurchgetreten ist, erzeugt die Photozelle 96 eine Spannung entsprechend der 100°'n-Faserlänge oder einer 10G%igen Faserdichte. Um die 50 "O-Faserlänge zu messen, dreht man den Rändelknopf 34. welcher eine Verükalverschiebung des Tragteils 100 und des Spiegels 108 sowie der Fresnel-Linse 110 zur Folge hat, so daß dadurch die Vertikalüberstreichung des Faserbartes 26 durch den vom Spiegel 108 und der Fresnel-Linse 110 reflektierten Lichtstrahls erfolgt.

Die Einstellung der Lichtquelle 72 erfordert keine Justierung, weil der durch den Faserbart 26 hindurchtretende Lichtstrahl immer auf die Photozelle 112 fällt. Dies ist der Fall, weil jede Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72 eine Drehung des Spiegels und der Linse in einer Vertikalebene um eine Entfernung zur Folge hat, die gleich der halben Verschiebung der Lichtquelle ist, so daß dadurch sichergestellt wird, daß das reflektierte Licht immer auf die Photozelle 112 ausgerichtet ist. Demgemäß bewirkt eine Drehung des Rändelknopfes 34 die Vertikalverschiebung der Photozelle 112 und die Vertikalverschiebung des Tragteiles 100. bis das Meßinstrument 98 eine Spannungsdifferenz der Ausgangssignale der Photozellen 96 und 112 von Null anzeigt. Die Vertikal verschiebung der Photozelle 112 gegenüber der Photozelle 96 wird unmittelbar von der Skaleneinteilung des Rändelknopfes 34 abgelesen. Diese Verschiebung entspricht der 50 ° »-Faserlänge des Faserbartes 26.

Zur Messung der 2.5°'«-Faserlänge wird der Rändelknopf 52 gedreht, so daß die Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72 und der Photozelle 74 vergrößert wird. Diese Verstellung wird so lange fortgesetzt, bis das Meßinstrument 76 einen Spannungsunterschied von Null zwischen den Spannungen der Photozellen 96 und 74 anzeigt. Die Vertikalverschiebung zwischen der Photozelle 74 und der Photozelle 96 wird unmittelbar von der Skaleneinteilung des Rändelknopfes 52 abgelesen. Diese Verschiebung entspricht dtr 2,5" o-Faserlänge des Faserbartes 26.

Das durch den Faserbart 26 hindurchgetretene und von. Spiegel 84 reflektierte Licht durchtritt den Faserbart 26 ur.mitte'bar unterhalb von dessen Basis, und das durch den Faserhart 26 hindurchgetretene Licht fällt immer auf die Fläche der festen Photozelle 96. Dies wird durch eine Drehung des Spiegel«; 84 und der Fresnel-Linse 86 über eine Entfernung erreicht, die gleich der halben Vertikalverschiebung der Lichtquelle 72 ist. wie dies bereits erwähnt ist.

Bei möglichen Abwandlungen von dem dargestellten Ausführungsb-Jspiel können zur Messung anderer be*ümirter Faserlängen zusätzliche Photozellen und entsprechende Reflektionsspiegel und Linsen in der Vorrichtung vorgesehen werden. Weiterbin kann stati einer Handbedienung eine automatische Betätigung vorgesehen sein, welche ständig einen Abgleich zwischen jedem Photozellenpaar einstellt und nur die zu gehörigen Stellungen der Photozellen aufzeichnet Femer kann die Vorrichtung mit einer bewegter Faserprobe arbeiten, wobei die Endablesungen be einem vollen Lichtdurchtritt aufsezeichnet werden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Längenverteilung der Fasern einer flachen Faserprobe mit einer Beleuchtungseinrichtung, die wenigstens einen Lichtstrahl durch die Faserprobe hindurch auf eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Helligkeit des Lichtstrahls hinter der Faserprobe wirft, und mit einer Einrichtung zum Verschieben m des Lichtstrahls in Faserrichtung relativ zum Faserbündel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beleuchtungseinrichtung (72, 84, 86) einen weiteren Lichtstrahl unter einem in eintr Ebene, die senkrecht zur Faserrichtung liegt, anderen Winkel als dem des oder der ersten Strahlen durch die Faserprobe (26) hindurch auf eine weitere Helligkeitsmeßeinrichtung (96) wirft, und daß ein Meßinstrument (76, 98) zum Vergleichen der Ausgangssignale des oder der ersten Helligkeitsmeßvorrichtungen (74, 112) und der weiteren Helligkeitsmeßvorrichtung (96) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zur Anzeige dtf Stellung des verschieb- as baren Lichtstrahls relativ zu einer Bezugslinie, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (52) zur Anzeige des Abstandes zwischen den von den beiden T iohtstrahlen beleuchteten Faserbüschelbereichen, bei denen einander entsprechende Durchtrittslichtscfiwächungen auftreten, dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle (72), welche gegenüber der seitlich aufgefächerten Faserreihe (26) zur Beleuchtung von Faserbereichen unter einem ersten Einfallswinkel bei einer in Längsrichtung erfolgenden Abtastung der Faserreihe bewegbar ist, und einen Reflektor (80) aufweist, welcher gegenüber der Längsachse der Fasern unter dem zweiten Winkel angeordnet ist und von der Lichtquelle (72) kommende Lichtstrahlen unter dem zweiten Einfallswinkel durch einen ausgewählten Bereich der Faserreihe (26) reflektiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Reflektor (100), der gegenüber der sei'lich aufgefächeiten Faserreihe (26) bewegbar ist und unter einem anderen vorbestimmten Winkel gegenüber der Längsachse der Fasern angeordnet ist und von der Lichtquelle (72) kommende Lichtstrahlen unter einem dritten Einfallswinkel auf Bereiche der Fasern reflektiert, um die weitere Abtastung der Fasern in Längsrichtung durchzuführen.

5. Vorrichtung nach Anspiuch4, dadurch gckennzeichnet, daß ein weiteres Anzeigegerat (98) zur Bestimmung des Abstandes zwischen den von der Lichtquelle (72), von dem ersten Reflektor (80) und von dem zweiten Reflektor (100) beleuchteten Faserbereichen vorgesehen ist, welche die gleiche Lichtverminderung ergeben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen ersten Einsteller (52) zur Steuerung der Bewegung der Lichtquelle (72) gegenüber den Fasern (26) und zur Bestimmung der Lage der Reflektoren (80, 100) sowie einen zweiten Einsteller (34) zur Bestimmung der Lage mindestens des weite

ren Reflektors (100) gegenüber den Fasern (26)

aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein erstes lichtempfindliches Element (74), welches mit der Lichtquelle (72) bewegbar ist und auf das durch die Fasern (26) hindurchgetretene Licht hin ein Ausgangssignal abgibt, ferner ein zweites lichtempfindliches Element (96), welches auf vom Reflektor (80) reflektiertes und durch einen vorbestimmten Bereich der Fasern (26) hindurchgetretenes Licht hin eine Ausgangsspannung erzeugt, sowie ein drittes lichtempfindliches Element (112), welches gleichzeitig mit der Bewegung des weiteren Reflektors (100) bewegbar ist und auf von diesem Reflektor (100) durch Bereiche der Fasern (26) hindurchgetretenes Licht hin eine Ausgangsspannung erzeugt, sowie Meß instrumente (76, 98) aufweist, weiche auf die von den drei lichtempfindlichen Elementen (74, 76, 112) erzeugten Ausgangssignale ansprechen und eine sichtbare Ablesung der Unterschiede der einzelnen Spannungen gestatten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem Gehäuse, einem Halter zum Ergreifen der Fasern an ihrer Basis, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Lichtquelle (72) in dem Gehäuse (1Oi zur Beleuchtung von Bereichen der Fasern (26) unter einem Einfallswinkel von etwa l,5^r angeordnet ist, daß die erste im Gehäuse (10) angeordnete schwenkbare Reflexionsfläche (80) das von der Lichtquelle (72) kommende Licht durch einen ausgewählten Bereich der Fasern (26) unterhalb des Halters (24) unter einem Einfallswinkel von 90° reflektiert, daß die zweite, schwenkbar im Gehäuse (10) gelagerte Reflexionsfläche (100) von der Lichtqut'J._* (72) stammendes Licht unter einem Einfallswinkel von 30"' durch Bereiche der Fasern reflektiert und daß die lichtempfindlichen Elemente Photozellcn sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einstelleinrichtung Mittel (83, 88) zur Verschwenkung der ersten Reflexionsfläche (80) und Mittel (120, 104, 122. 106) zur ''erschwenkung der zweiten Reflexionsfläche (100) um eine Umfangslänge aufweist, die gleich der halben Vertikalverschiebung der Lichtquelle (72) und der mit ihr ausgerichteten ersten Photozelle (74) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Reflexionsfläche (80) und der zweiten Photozelle (96) eine erste Linse (86) angeordnet ist, welche die von der ersten Reflexionsfläche (80) reflektierten Lichtstrahlen parallelisiert und die im Winkel durch die Fasern (26) hindurchtretenden parallelen Lichtstrahlen auf die zweite Photozclle (96) fokussiert.

IL Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Reflexionsfläche (100) und der dritten Photozelle (112) eine zweite Linse (110) angeordnet ist, welche die von der zweiten Reflexionsfläche (100) reflektierten Lichtstrahlen parallelisiert und die im Winkel durch die Fasern (26) hindurchgetretenen Lichtstrahlen auf die dritte Photozelle (112) fokussiert.